高中物理-帶電粒子在勻強磁場中的運動教學課件設計

帶電粒子在勻強磁場中的運動

帶電粒子平行射入勻強磁場會做什么運動？帶電粒子垂直射入勻強磁場會做什么運動？思考:（不計帶電粒子的重力）【實驗驗證】不加磁場時觀察電子束的徑跡。給勵磁線圈通電，在玻璃泡中產生沿兩線圈中心連線方向，由紙內指向讀者的磁場，觀察電子束的徑跡。νF理論分析沿著與磁場垂直的方向射入磁場的帶電粒子，在勻強磁場中做勻速圓周運動。．保持磁感應強度不變，改變出射電子的速度，觀察電子束徑跡的變化。保持出射電子的速度不變，改變磁感應強度，觀察電子束徑跡的變化?！狙菔緦嶒灐?/p>

帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動的圓半徑，與粒子的速度、磁場的磁感應強度有什么關系？思考與討論什么力提供帶電粒子做勻速圓周運動的向心力？向心力的計算公式是什么？1.水平導線中有電流I通過，導線正下方的電子初速度的方向與電流I的方向相同，則電子將（）···············vabIA.沿路徑a運動,軌跡是圓B.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越大C.沿路徑a運動,軌跡半徑越來越小D.沿路徑b運動,軌跡半徑越來越小例與練B

與不垂直拓展：粒子的軌跡是一條螺旋線“氣泡室”照片1.不同帶電粒子的徑跡半徑為什么不一樣？2.同一條徑跡上為什么曲率半徑會越來越小呢？提出問題：能否從氣泡室中帶電粒子的徑跡得到啟發(fā)設計一個儀器，將比荷不同、初速度幾乎為零帶電粒子分開？設計方案：設一個質量為m、電荷量為q的粒子,從容器下方的小孔S1飄入電勢差為U的加速電場,其初速度幾乎為零,然后經過S3沿著與磁場垂直的方向進入磁感應強度為B的勻強磁場中,最后打到照相底片D上.求：(1)求粒子進入磁場時的速率(2)求粒子在磁場中運動的軌道半徑1、有三種粒子，分別是質子（）、氚核、（）和α粒子（）束，如果它們以相同的速度沿垂直于磁場方向射入勻強磁場（磁場方向垂直紙面向里），在下圖中，哪個圖正確地表示出這三束粒子的運動軌跡？（）例與練C問題1：要認識原子核內部的情況，必須把核“打開”進行“觀察”。然而，原子核被強大的核力約束，只有用極高能量的粒子作為“炮彈”去轟擊，才能把它“打開”。那么怎樣才能產生這些高能炮彈呢？加速器加速器中的徑跡為直線，其加速裝置要很長很長設計方案：多級加速器多級加速器加利佛尼亞斯坦福大學的粒子加速器問題2：有沒有什么辦法可以讓帶電粒子在加速后又轉回來被第二次加速，如此反復“轉圈圈”式地被加速，加速器裝置所占的空間不是會大大縮小嗎？設計方案：回旋加速器回旋加速器的原理粒子獲得最大速度粒子獲得最大動能與加速電壓無關！費米實驗室環(huán)形加速器——美國伊利諾斯州2、回旋加速器是加速帶電粒子的裝置，其核心的部分是分別與高頻交流電極相連的兩個D形金屬盒。兩盒間的狹縫中形成的周期性變化的電場，使粒子在通過狹縫時都能得到加速，兩D形金屬盒處于垂直于盒底的勻強磁場中，如圖所示。要增大帶電粒子射出的動能，則下列說法中正確的是（）例與練A.增大勻強電場間的加速電壓B.增大磁場的磁感應強度BC.減少狹縫間的距離D.增大D形金屬盒的半徑BD1)圓半徑r2)周期T小結:2vqvBmr=2rTvp=半徑r跟速率v成正比.周期T跟圓半徑r和速率v均無關.帶電粒子垂直射入勻強磁場做勻速圓周運動洛倫茲力提供向心力1.兩個帶電粒子沿垂直磁場方向射入同一勻強磁場，它們在磁場中作勻速圓周運動的半徑相同，且轉動方向也相同，那么這兩粒子的情況是

（

）A．兩粒子的速度大小一定相同B．兩粒子的質量一定相同C．兩粒子的運動周期一定相同D．兩粒子所帶電荷種類一定相同當堂檢測2.在勻強磁場中，一個帶電粒子作勻速圓周運動，如果又順利垂直進入另一磁感應強度是原來磁感應強度2倍的勻強磁場，則（）A．粒子的速率加倍，周期減半B．粒子的速率加倍，軌道半徑減半C．粒子的速率減半，軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?/4D．粒子的速率不變，周期減半3．在回旋加速器中,下列說法不正確的是(）A．電場用來加速帶電粒子,磁場則使帶電粒子回旋B．電場和磁場同時用來加速帶電粒子C．在交流電壓一定的條件下,回旋加速器的半徑越大,同一帶電粒子獲得的動能越大D．同一帶電粒子獲得的最大動能只與交流電壓的大小有關,而與交流電壓的頻率無關質譜儀....................